Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Qualitätssicherung und Analytik: Ausgabe 05/2014, 13.05.2014

Wasser ist Leben

Moderne Anlagen und Technik garantieren die optimale Versorgung mit hochwertigem Trinkwasser. Regelmässige Modernisierungen verschiedener Komponenten sorgen dafür, dass es auch so bleibt.

Autor: Stefan Denzer Verkaufsleiter Wasser/Abwasser und Entsorgung

Wasser gehört zu unseren wichtigsten Lebensmitteln. Um dieses in hoher Qualität und ausreichenden Mengen sicherzustellen, setzten Wasserwerke moderne Technik ein. So auch das Wasserwerk Rostock. Dieses beliefert 228 000 Einwohner der Hansestadt und von 17 Gemeinden des Landkreises Bad Doberan mit Trinkwasser. Der Wasserversorger nutzt den Fluss Warnow für die direkte Entnahme von Oberflächenwasser für die Trinkwasseraufbereitung. Über Stichkanäle gelangt das Warnow-Wasser zu den Ent- nahmebauwerken. Von hier fördern leistungsstarke Pumpen das Wasser zur Aufbereitungsanlage. Im Rahmen von Modernisierungsarbeiten hat der Dienstleister im Entnahmebauwerk II drei der alten Frequenzumrichter von Entnahmepumpen sowie den Umrichter einer Filterpumpe gegen den Frequenzumrichter VLT AQUA Drive von Danfoss ausgetauscht.

Trinkwasseraufbereitung.

In aufwen­digen Mehrschichtfilteranlagen ent­- steht frisches Trinkwasser. In den Mehrschichtfiltern findet eine mechanische und biologische Aufbereitung statt. Zudem halten die Filter auch die restlichen Flocken aus der Sepaflex­anlage zurück. Im Wesentlichen besteht die obere Schicht eines der Filter aus leichtem Blähton. Darunter befindet sich eine Filterschicht aus feinkörnigem Quarzsand mit grösserer Dichte, sodass diese Stufe die meisten organischen Inhaltsstoffe ausfiltert. Das so gewonnene Reinwasser muss noch eine zweite Aktivkohlefilteranlage durchlaufen, bevor es als Trinkwasser in das Leitungsnetz der Hansestadt gelangen kann. Die Aktivkohlefilter entfernen die letzten organischen Inhaltsstoffe und halten ebenso die unerwünschten Geruchs- und Geschmacksstoffe zurück. Täglich bereitet das Wasserwerk rund 32 000 m³ Wasser auf.

Auf dem aktuellen Stand der Technik.

Auch bestehende Installationen unterliegen stetigem Verschleiss, sodass der Wasserversorger auch in den Wasseraufbereitungsanlagen von Zeit zu Zeit Komponenten austauschen muss, wie bei den Frequenzumrichtern im Entnahmebauwerk II.

Der Wasserversorger entschied sich für drei Frequenzumrichter der gleichen Serie für die Entnahmepumpen mit einer Leistung von 115 kW und einen Frequenzumrichter für eine Filterpumpe mit 75 kW Leistung. Zwei Punkte standen für den Wasserversorger dabei ganz oben im Anforderungsprofil: der hohe Wirkungsgrad und die einfache Bedienbarkeit durch Klartextdisplays der Geräte.

Die neuen VLT AQUA Drives sind speziell auf die Anwendungen im Wasser- und Abwasserbereich abgestimmt. Bei der Betrachtung der Lebenszykluskosten spielen die Energiekosten die herausragende Rolle. Lediglich 10 Prozent entfallen auf die Anschaffungskosten. In ähnlicher Grössenordnung liegen die Betriebs-, Wartungs- sowie Entsorgungskosten. Rund 80 Prozent entfallen auf die Energiekosten. Unter diesem Gesichtspunkt ist dann auch die Bedeutung des Wirkungsgrads der Frequenzumrichter klar. Jeder Prozentpunkt mehr beim Wirkungsgrad bedeutet bares Geld.

Der Hersteller hat seine Frequenz-umrichter durch Leistungselektronik aus der hauseigenen Entwicklung und Fertigung in Schleswig darauf optimiert und realisiert mit seinen Frequenz­umrichtern einen Wirkungsgrad von 98  Prozent und einen Leistungsfaktor von über 0,9. Damit liegen die Umrichter deutlich über vergleichbaren Geräten. Bereits enthalten sind bei diesen Betrachtungen die Verluste für Drosseln und Filter. Daher sinken nicht nur unmittelbar die Energiekosten für den Antrieb selbst, sondern auch die Kosten für zusätzliche Wärmeabfuhr beziehungsweise bei hohen Temperaturen die für eine Klimatisierung.

Energie einsparen.

Nach der Installation der Frequenzumrichter hat das Wasserwerk die Anlage genau analysiert, um den Energiegewinn exakt zu ermitteln. Da das Unternehmen nur eine von vier Filterpumpen mit einem neuen Umrichter ausgerüstet hat, liess sich eine objektive Vergleichsmessung durchführen. Die parallel arbeitenden Pumpen fördern alle die gleiche Wassermenge, und das mit konstantem Druck. Ein Blick auf die Leistungsmesser zeigt hier ein klares Ergebnis. Während der Leistungsmesser des alten Frequenzumrichters konstant eine Leistungsaufnahme von 77 kW anzeigt, begnügt sich die Pumpe mit dem neuen Umrichter mit 72 kW. Auf ein Jahr bezogen, ergeben die knapp 7  Prozent Energieeinsparung bei Dauerbetrieb an 365 Tagen und über 24 Stunden hinweg deutliche Energieeinsparungen.

Ein weiterer Pluspunkt ist die anwenderfreundliche grafische Bedien­einheit mit Klartextanzeige LCP 102. Damit ist der Frequenzumrichter einfach zu parametrieren. Einstellungen lassen sich mithilfe des im Betrieb abnehmbaren LCP von einem auf den nächsten Umrichter kopieren. Alternativ ist das Gerät auch mit numerischen sowie mit Blindab­deckungen ausrüstbar. Des Weiteren bietet der Hersteller auch die Möglichkeit, die Umrichter über die serienmässige USB-, RS 485- oder eine optionale Feldbus- Schnittstelle und die MCT-10-Parametrierungssoftware zu bedienen.

Standard, Cold Plate oder externe Kühlung.

Für die Kühlung verfügen die Frequenzumrichter neben der Standardluftkühlung alternativ auch über eine «Cold Plate»-Kühlung. Dabei erfolgt die Wärmeableitung über die Rückseite des Aluminiumgehäuses, sodass sie über einen externen Kühlkörper oder eine gekühlte Schaltschrankrückwand nach aus­sen gelangt. Für die Frequenz­umrichter im Entnahmebauwerk II hat sich das Wasserwerk für die dritte Kühlungsart, die externe Kühlung, entschieden. Mithilfe eines speziellen Lüftungskits führt der Hersteller die Abwärme direkt aus dem Umrichter ins Freie ab. So lassen sich bis zu 85 Prozent der ohnehin geringen Verlustwärme direkt aus dem Schaltschrank beziehungsweise im vorliegenden Fall aus dem Schaltraum herausführen. Das Lüftungskit enthält alle notwendigen Luftkanäle, um die Luft von aussen anzusaugen, über den Kühlkörper des Umrichters zu führen und dann aus dem Gebäude herauszublasen. Ein externer Lüfter ist nicht erforderlich, da der integrierte Standardlüfter die Luft umwälzt.

Hoher Wirkungsgrad minimiert Energiekosten.

Genaue Daten überzeugen, auch beim Wasserversorger. Nach den Messungen im eigenen Entnahmebauwerk zeigt sich das Energiesparpotenzial, sodass nach den ersten konkreten Erfahrungen die Verantwortlichen voll zufrieden sind. Die Frequenzumrichter laufen vorbildlich ohne jegliche Probleme. Zudem liessen sich die im Vorfeld errechneten Energieeinsparungen realisieren.


Weitere Informationen:
Danfoss GmbH
www.danfoss.ch/vlt




Der Röhrenwärmetauscher ist das Herzstück der Anlage. Die modulare Bauweise erlaubt eine individuelle Anpassung